ChemicalBook:普魯蘭多糖的制備和應用

發表時間:2022-05-11 10:14作者:ChemicalBook:普魯蘭多糖的制備和應用

背景及概述1

普魯蘭多糖是出芽短梗霉一種胞外多糖。亦稱茁霉蘭多糖、普魯蘭或短梗多糖。它是一種易溶于水的不定形葡聚多糖并可作為水溶性類多糖的模式多糖。1939年在出芽短梗霉菌的發酵液中R.Baner最先發現一種名叫普魯蘭多糖的粘性物質。普魯蘭多糖是一種中性高分子多糖,主要是通過α-1,4-糖苷鍵連接三個葡萄糖形成麥芽三糖,再通過α-1,6-糖苷鍵連接成為麥芽三糖,從而進一步形成了高分子量的線形多糖。其中α-1,4-糖苷鍵與α-1,6-糖苷鍵的比例為2:1,此多糖聚合度為200-5000,平均分子質量可達為40-2000KDa。普魯蘭多糖作為市售商品,由約480個麥芽三糖組成,它的平均分子量為20KDa。

普魯蘭多糖是一種無色、無味、的中性、線性高分子材料,在水中容易吸水膨脹,溶解度無限,溶解速度比海藻酸鈉、聚乙烯醇快二倍以上。其溶液不離子化、不凝膠化、不結晶。在相對濕度為70%以下時,其產品平衡水分為10%-15%,既不吸潮也不粘結在一起。在堿性溶液中對熱穩定,加熱不溶化,當溫度升至100℃時會失去平衡水分,繼續加熱至250℃才開始發生炭化現象,顏色也由白色變成黃色、褐色,最后變成黑色。在整個加熱過程中,不產生有毒有害的物質,通過急性、亞急性和慢性毒性試驗以及致畸試驗表明普魯蘭多糖不會引發任何生物毒性以及異常狀態的產生。在自然界中,普魯蘭多糖可以被微生物進一步降解,因此不會造成環境污染問題。2012年5月,衛生部發布,并于7月實施了普魯蘭多糖作為食品添加劑的食品安全國家標準(GB28402-2012)。與其他同類多糖相比,普魯蘭多糖的水溶液不具備高粘度。隨著普魯蘭多糖分子量和濃度的增加,其水溶液的粘度隨之增加,但比其他高分子物質粘度增加的幅度小。低較低分子量的普魯蘭多糖,其水溶液的粘度在加熱的時候變化很小。普魯蘭多糖的水溶液對具有一定的親水性質的材料(例如木材、紙張、纖維、干燥食品、玻璃、金屬、水泥等)具有較強的粘合、涂層性。普魯蘭多糖的抗張強度高,但是其耐水性能較差,可以使用乙二醛對其進行耐水處理來增加它的耐水性,與此同時,還可增加抗張強度。普魯蘭多糖可以配成一定濃度的水溶液直接制成薄膜,其薄膜具有耐油、阻氧性好、硬度強、彈性強、透明、可食等優勢,對溫度的變化穩定,在0℃以下仍舊柔軟,但是延伸率較低,普魯蘭多糖的多羥基結構特征決定其有良好的水溶性,但這一優勢使其在耐水性用途中成為障礙。對普魯蘭多糖結構中的輕基進行一些化學修飾,如酯化、接枝共聚、烷基化,這些修飾可以使普魯蘭多糖與其本身或別的物質進行結構上的連接,從而改變了它的一些性質。

制備2

由出芽短桿霉發酵產生的普魯蘭多糖,經過80℃高溫滅酶,經質量比2%硅藻土過濾,濾液添加0.5%活性炭脫色(溫度50℃、時間40min、pH5.5),再使用樹脂二次脫色效果良好,同時能去除一些雜蛋白;濾液濃縮至4%后超濾3次,采用滾筒干燥方式,得成品。

應用3

2006年,國家衛生部批準增添普魯蘭多糖為食品添加劑,用于改善食品口感和質量,提高風味等。由于普魯蘭多糖可改進食品的加工性能和品質,是一種很有前途企業技術開發2015年9月的食品工業用多糖。由于普魯蘭多糖為水溶性多糖,不被體內酶消化,可排出體外,因此,可作為肥胖癥患者和糖尿病等特殊人群的低熱量食品,也可作為保健食品。普魯蘭多糖能保持較好的延伸性和硬度,在糖果制作上,耐咀嚼,耐儲存,保持香味時間較長,口感良好。在冰淇淋制品中,可提高乳化穩定性,使口感潤滑、風味優良、并有適當的黏性。在飲料制品中,可使飲品口感濃厚且潤滑、分散穩定性好。

將普魯蘭多糖制成普魯蘭多糖薄膜,能有效抑制水、氧氣、二氧化碳等氣體與農產品接觸,有效減少了農產品的營養物質氧化降解損耗,有良好的保鮮效果。

在醫藥行業中,可用來制造止血劑、血漿增量劑、疫苗、創口縫合線等;在其他行業中,可用作種子涂層、光敏抗蝕膜和保護膜、煙草粘結劑、干電池的陰陽極隔離層等。

參考文獻

[1]孫芳艷.普魯蘭多糖提取工藝優化及其應用研究.2016.天津科技大學,MA thesis.

[2]萬玉軍,唐曉芳,李鎮江,王剛,楊曉琴,鄭君,黃偉,江源鋼,王宏.工業化發酵生產普魯蘭多糖的提取條件優化[J].食品與發酵工業,2015,41(06):213-217.DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201506040.

[3]王莉衡.普魯蘭多糖應用進展研究狀況[J].企業技術開發,2015,34(25):23-24.DOI:10.14165/j.cnki.hunansci.2015.25.009.


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